[发明专利]一种JPEG图像可逆数据隐藏方法

权利要求书

1.一种JPEG图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，包括步骤：

步骤一：输入一幅JPEG图像，解析该JPEG图像的比特流，从JPEG图像的头部DHT部分读取量化表Q，得到BITS和HUFFVAL两个序列，读取DCT系数的熵编码比特流，解析出JPEG图像从左到右，从上到下排序的第i个块中量化DCT系数值d_i(u，v)的集合D_i＝{d_i(u，v)}；

步骤二：根据量化表中的条目q(u，v)计算当前频率位置(u，v)的AC系数被选中用于嵌入时的均方差E(u，v)：

其中，N表示图像中块的数量；

步骤三：根据JPEG标准协议，由BITS和HUFFVAL计算得到R/C哈夫曼码字长度表hclt，hclt表中包含熵编码所有中间符号R/C需要的哈夫曼码字长度，基于R/C哈夫曼码字长度表整理得到哈夫曼码字长度增长表hcit；具体为：

对于每个哈夫曼码字长度i，获取对应BITS中记录的数量的HUFFVAL值，即哈夫曼码字长度为i的L_i个HUFFVAL值V_i，j，并根据V_i，j得到对应的R/C；如果C为0，则跳过；如果C不为0，则将i记录在hclt表中对应的[R，C]位置，由此得到每个R/C的哈夫曼码字长度，进而整理得到hclt表；

根据得到的hclt表计算各个位置当C+1时带来的比特数增长量，并整理得到哈夫曼码字长度增长表hcit；

步骤四：根据hcit表和量化DCT系数值d_j(u，v)，将因为第j块中频率位置为(u，v)的AC系数增加了1而造成C增加1时文件体积增长大小记为S_j(u，v)，其对应的两个中间符号记为(r_j(u，v)/c_j(u，v)，d_j(u，v))：

则当所有频率位置为(u，v)的AC系数被选中用于数据嵌入时的文件大小变化S(u，v)为：

其中，ω为权值参数，有：

步骤五：计算频率位置为(u，v)的AC系数中绝对值为1的数量L(u，v)：

其中，δ为权值参数，有：

则每个数据比特的平均图像视觉失真值U_d(u，v)和平均文件大小变化值U_f(u，v)：

步骤六：计算每个频率位置的负指标Neg(u，v)，并根据Neg(u，v)值对63个频率位置进行升序排列；

具体的，赋予每个数据比特平均图像视觉失真值和平均文件大小变化值在不同频率位置的权重，则当前频率位置负指标

其中，U_d(u，v)、U_f(u，v)分别表示每个数据比特的平均图像视觉失真值和平均文件大小变化值，分别表示当前频率位置的图像视觉失真值和文件大小变化值，max{U_d(u，v)}和min{U_d(u，v)}分别表示U_d(u，v)的最大和最小值，max{U_f(u，v)}和min{U_f(u，v)}分别表示U_f(u，v)的最大和最小值，α(0≤α≤1)为权重参数；

根据Neg(u，v)值对63个频率位置进行升序排列；

步骤七、根据步骤六得到的频率位置顺序进行数据嵌入；具体地：从步骤六中得到的频率位置排序序列按顺序挑选前k个频率位置，1≤k≤63，k取使得在所有块中被选中的k个频率位置对应的参数能够提供不少于要嵌入数据长度的嵌入容量的最小值，并保证k尽可能小。

2.根据权利要求1所述的JPEG图像可逆数据隐藏方法，其特征在于，在所述步骤六得到DCT块频率位置排列顺序后，再根据D_i中零值AC系数的数量的多少对DCT块进行第二次升序排列；在数据嵌入时，根据排列后的频率位置及DCT块顺序进行数据嵌入。